Телевидение, как и большинство технологий, эволюционировало с момента своего появления. Во-первых, это переход с черно-белого телевидения на цветное. Затем производители стали предлагать телевизоры более крупных форматов с использованием различных методов проецирования. За последние два десятилетия мы стали свидетелями развития ЖК- и плазменных технологий до такой степени, что вы можете пойти и купить 61-дюймовый (около 155 сантиметров) телевизор толщиной всего несколько сантиметров. А телевидение высокой четкости (HDTV) дает нам такое яркое и четкое изображение, как если бы мы смотрели не на набор пикселей.
Так что же дальше в телевизионных технологиях? Теперь, когда вы можете практически заменить стену экраном и смотреть фильмы в высоком разрешении, куда нам двигаться дальше? Ответ может оказаться прямо перед вашим лицом - или, по крайней мере, показаться, что он там. Мы говорим о 3-D телевидении.
Зрители впервые увидели трехмерную технологию еще в 1922 году, когда вышел фильм «Сила любви». Считали ли они это любопытной вещью или нет, неизвестно для истории. Но с этого началось несколько цикличное увлечение трехмерным кино.
Следующий большой бум 3D произошел в 1950-х годах. Та эпоха представила миру десятки фильмов категории B, которые в значительной степени опирались на странные уловки. Кинопродюсеры хотели найти способы переманить зрителей от телевизоров к кинотеатрам. Их схемы варьировались от установки вибрирующих пластин в сиденьях кинотеатра для имитации удара электрическим током до скольжения надувного скелета по тросу во время фильма. Для сравнения, носить дурацкие очки было довольно скучно.
Несколько телевизионных эпизодов и специальных выпусков появились в формате 3-D. Существует также рынок 3-D DVD. По большей части 3D не оказало большого влияния на индустрию домашних развлечений. Но если некоторые из самых популярных экспонатов на выставке потребительской электроники 2009 года являются хорошими индикаторами, мы, возможно, вскоре попытаемся прикоснуться к изображениям на наших телевизорах в ближайшем будущем.
Давайте узнаем больше о том, как мы воспринимаем объекты в трех измерениях.
Видение в трех измерениях
Почему вы можете смотреть на объект в реальном мире и видеть его как трехмерный объект, но если вы видите тот же объект на экране телевизора, он выглядит плоским? Что происходит и как 3D-технология решает эту проблему?
Все дело в том, как мы фокусируемся на объектах. Мы видим вещи, потому что наши глаза поглощают свет, отраженный от предметов. Наш мозг интерпретирует свет и создает картинку в уме. Когда объект находится далеко, свет, идущий к одному глазу, параллелен свету, идущему к другому глазу. Но по мере приближения объекта линии перестают быть параллельными - они сходятся, и наши глаза смещаются, чтобы компенсировать это. Вы можете увидеть этот эффект в действии, если попытаетесь посмотреть на что-то прямо перед своим носом - у вас получится красивое косоглазое выражение.
Когда вы фокусируетесь на объекте, ваш мозг учитывает усилие, которое потребовалось, чтобы настроить ваши глаза, чтобы сфокусироваться на нем, а также то, насколько ваши глаза должны были сблизиться. Вместе эта информация позволяет оценить, насколько далеко находится объект. Если ваши глаза должны были немного сблизиться, то само собой разумеется, что объект находится близко к вам.
Секрет трехмерного телевидения и фильмов заключается в том, что, показывая каждому глазу одно и то же изображение в двух разных местах, вы можете обмануть свой мозг, заставив думать, что плоское изображение, которое вы просматриваете, имеет глубину. Но это также означает, что точки схождения и фокуса не совпадают так, как для реальных объектов. Хотя ваши глаза могут сойтись на двух изображениях, которые кажутся одним объектом прямо перед вами, на самом деле они фокусируются на экране, который находится дальше. Вот почему у вас устают глаза, если вы пытаетесь посмотреть слишком много 3D-фильмов за один присест.
Как показать два разных изображения, которые кажутся одним? Все дело в линзах.
Пассивные очки
В 3D-бизнесе есть две основные категории 3D-очков: пассивные и активные. Пассивные линзы основаны на простой технологии и, вероятно, именно о них вы думаете, когда слышите термин «3-D очки». Классические 3D-очки имеют анаглифные линзы.
В анаглифных очках используются линзы двух разных цветов для фильтрации изображений, которые вы видите на экране телевизора. Два наиболее распространенных цвета - красный и синий. Если бы вы посмотрели на экран без очков, вы бы увидели два набора изображений, слегка смещенных друг относительно друга. Один будет иметь синий оттенок, а другой будет иметь красноватый оттенок. Если вы наденете очки, вы должны увидеть одно изображение, которое кажется глубоким.
Что здесь происходит? Красная линза поглощает весь красный свет, исходящий от вашего телевизора, нейтрализуя красные оттенки изображения. Синяя линза делает то же самое для синих изображений. Глаз за красной линзой увидит только синие изображения, а глаз за синей линзой увидит красные. Поскольку каждый глаз может видеть только один набор изображений, ваш мозг интерпретирует это так, что оба глаза смотрят на один и тот же объект. Но ваши глаза концентрируются на точке, отличной от фокальной точки - фокусом всегда будет экран вашего телевизора. Именно это создает иллюзию глубины.
Сегодня более популярным типом пассивных линз в кинотеатрах являются поляризованные очки. Опять же, если вы посмотрите на экран, использующий эту технологию, вы увидите более одного набора изображений. В очках используются линзы, которые отфильтровывают световые волны, проецируемые под определенными углами. Каждая линза пропускает только свет, поляризованный совместимым образом. Из-за этого каждый глаз будет видеть только один набор изображений на экране. Поляризованные линзы становятся более популярными, чем анаглифные очки, потому что очки не так сильно искажают цвет изображения и обеспечивают лучшее впечатление от просмотра. Но очень сложно использовать метод поляризации для систем домашнего кинотеатра - большинство методов требуют, чтобы вы сначала покрыли экран телевизора специальной поляризационной пленкой.
Теперь давайте посмотрим на активные очки.
Для меня это все по-гречески
Откуда взялся термин анаглиф? Оно происходит от греческого слова anáglyphos, которое относится к объекту, вылепленному в виде барельефа. Это означает, что скульптурный объект немного выступает из фона.
Активные очки и телевизоры с поддержкой 3D
В последние несколько лет инженеры придумали новый способ создания трехмерных изображений в фильмах и на телевизорах. С этим методом вы по-прежнему носите 3D-очки, но в них не используются цветные линзы. Этот метод не ухудшает качество цвета изображения так, как это делают анаглифные очки. Это также не требует, чтобы вы помещали поляризационную пленку на экран телевизора. Что он делает, так это контролирует, когда каждый из ваших глаз может смотреть на экран.
Очки используют технологию жидкокристаллического дисплея (ЖК-дисплея), чтобы стать активной частью просмотра. У них есть инфракрасные (ИК) датчики, которые позволяют им беспроводным образом подключаться к вашему телевизору или дисплею. Когда на экране появляется трехмерное содержимое, изображение чередуется между двумя наборами одного и того же изображения. Два набора смещены друг относительно друга, как в системах с пассивными очками. Но два набора не показываются одновременно - они включаются и выключаются с невероятной скоростью. На самом деле, если бы вы смотрели на экран без очков, это выглядело бы так, как если бы одновременно отображались два набора изображений.
ЖК-линзы в очках то прозрачные, то непрозрачные, когда изображения на экране чередуются. Левый глаз затемняется, когда изображение правого глаза появляется на телевидении, и наоборот. Это происходит так быстро, что ваш разум не может обнаружить мерцающие линзы. Но поскольку время точно совпадает с тем, что происходит на экране, каждый глаз видит только один набор двойных изображений, которые вы бы видели, если бы не носили очки.
В течение нескольких лет ЖК-экраны и плазменные экраны не подходили для такого рода техники. Частота обновления - скорость, с которой телевизор заменяет изображение на экране - была слишком низкой для того, чтобы технология работала так, чтобы зритель не замечал мерцание очков. Но теперь вы можете найти плазменные и ЖК-дисплеи с невероятно высокой частотой обновления.
Частота обновления - это лишь одна часть телевизора, который соответствует требованиям 3-D. Узнайте больше в следующем разделе.
3D в высоком разрешении
Воспроизведение 3D в высоком разрешении проще с использованием активных очков, чем с пассивными очками. Это связано с тем, что с системой пассивных очков телевизор должен отображать два набора изображений одновременно. Системаактивных очков переключается между двумя наборами изображений с очень высокой скоростью - это меньше информации, которую телевизор может обрабатывать в любой конкретный момент.
Телевизоры с поддержкой 3D
Вы не можете использовать стандартный телевизор и ожидать, что активные очки будут работать. У вас должен быть какой-то способ синхронизировать чередующиеся изображения на экране с ЖК-линзами в очках. Вот где на помощь приходитразъем стереоскопического сигнала синхронизации. Это стандартный разъем с тремя контактами, который подключается к специальному порту телевизора или монитора с поддержкой 3D. Другой конец кабеля подключается к ИК-излучателю. Излучатель посылает сигналы на ваши активные 3D-очки. Это то, что синхронизирует ЖК-объективы с действием на экране.
Разъем работает по транзисторно-транзисторной логике (TTL). Один контакт на разъеме несет низковольтное электричество. Второй контакт действует как заземляющий провод. Третий контакт несет сигнал стереосинхронизации.
Есть два разных типа активных 3D-очков, и они несовместимы друг с другом. Это стиль 3D-очков E-D и ELSA. В то время как излучатели для обоих стилей работают со стандартом стереоскопического сигнала синхронизации, очки E-D будут работать только с излучателем E-D. Хотя пара очков ELSA может синхронизироваться с излучателем E-D, очки не будут работать должным образом. Например, когда эмиттер E-D посылает сигнал для того, чтобы левая линза стала прозрачной, очки ELSA сделают левую линзу непрозрачной, а правую - прозрачной.
Даже если у вас есть телевизор с поддержкой 3D, излучатель и пара активных очков, не все на вашем телевизоре будет трехмерным. Поставщики контента должны сначала оптимизировать сигнал для 3D. Хотя можно преобразовать существующие кадры в 3D-контент, некоторые провайдеры предпочитают заранее создавать видео с учетом 3D. В настоящее время самый простой способ просмотра 3D-контента - это подключить компьютер к телевизору с поддержкой 3D с помощью кабеля HDMI, а затем передать 3D-контент с компьютера на телевизор. В будущем мы, вероятно, увидим больше DVD-плееров, способных передавать 3D-сигналы на телевизоры и, возможно, даже включать 3D-передачи в кабельные и спутниковые службы.
Лентикулярные дисплеи
Хотя 3D-технология впечатляет, некоторым людям все еще нужно решение, не требующее ношения очков. Было предпринято несколько попыток создать дисплей, способный проецировать изображения в трехмерное пространство. Некоторые используют лазеры, некоторые проецируют изображения на тонкий туман или искусственный дым, но эти методы не так уж распространены или практичны.
Есть один способ создания трехмерных изображений, которые вы можете увидеть в таких местах, как спортивные арены или в отеле во время большой конференции. Этот метод основан на дисплее, покрытом лентикулярной пленкой. Лентикулы - крошечные линзы на нижней стороне специальной пленки. На экране отображаются два набора одного и того же изображения. Линзы направляют свет от изображений к вашим глазам - каждый глаз видит только одно изображение. Ваш мозг объединяет изображения, и вы интерпретируете их как трехмерное изображение.
Эта технология требует от поставщиков контента создания специальных изображений, чтобы эффект работал. Они должны чередовать два набора изображений вместе. Если бы вы попытались просмотреть видеопоток на обычном экране, вы бы увидели размытое двойное изображение.
Еще одна проблема с лентикулярными дисплеями заключается в том, что они зависят от того, находится ли аудитория в сладком месте, чтобы получить эффект 3-D. Если бы вы переместились влево или вправо от одного из этих приятных мест, изображение на экране начало бы расплываться. Как только вы перейдете от одного сладкого места к другому, изображение вернется к связной картине. Будущие телевизоры могут включать камеру, которая отслеживает ваше положение. Телевизор сможет настроить изображение так, чтобы вы всегда были в выигрышном положении. Будет ли это работать для нескольких зрителей одного и того же экрана, еще неизвестно.
Некоторые люди испытывают чувство, похожее на укачивание, после просмотра лентикулярного дисплея более нескольких минут. Вероятно, это потому, что вашим глазам приходится выполнять дополнительную работу, поскольку они справляются с несоответствием между фокусом и конвергенцией. Но с другой стороны, вам не нужно беспокоиться о потере дорогих активных очков.
Станет ли 3D-телевидение следующей большой тенденцией или ему суждено стать причудой, которая возвращается каждые пару десятилетий? Сейчас слишком рано говорить. Но технология продолжает совершенствоваться. Возможно, вскоре вы увернетесь в сторону, когда бейсболист в следующий раз попадет в камеру.